レッスン
理論 — 囚人のジレンマとアクセルロッドのトーナメント
四つの利得が二つの不等式を満たすとき、そのゲームは囚人のジレンマとなります。T > R > P > S により、相手の出方にかかわらず「裏切り」が最適な対応になります。ゆえに両者は裏切りを選び、互いに協調した場合よりも損をします。そして 2R > T + S 。これは交互に搾取し合うよりも、互いに協調する方が二人にとって有益であることを意味しています。順番に利益を奪い合うだけの展開に陥らず、ゲームを繰り返す価値を生むのはまさにこの条件です。
各記号の意味
T- 誘惑:協調した相手を裏切って得る利得
R- 報酬:互いに協調して両者が得る利得
P- 罰:互いに裏切って両者が得る利得
S- 騙され:裏切った相手に協調して得る利得
全プロセスの詳細解説
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関係はどの程度長く続く必要があるのでしょうか。このシミュレーションツールは決められたラウンド数を行います。しかし、搭載されている八つの戦略はどれも、終わりが近づいたからといって行動を変えることはありません。現実世界の反復ゲームは、いつ終わるか誰にも予測できないものです。したがって問うべきは、全部で何ラウンドあるのかではなく、次のラウンドが起こる確率がどれくらいあるかということです。
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現在のラウンド以降も対戦が続く確率を w とします。一回の裏切りを永遠に罰する恨みに対して永遠に協調し続けた場合、毎ラウンド R の利得が得られます。この等比級数の和は 1 マイナス w 分の R となります。
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一度裏切ると、このラウンドでは T を得ますが、恨みは二度と協調に戻らないため、それ以降のすべてのラウンドでは P を得ることになります。
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前者の利得が後者以上であるとき、協調が成立します。両辺に 1 マイナス w を掛けると級数が消去され、w に関する一つの不等式が残ります。
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アクセルロッドの利得設定では、これは4分の2になります。対戦が継続する確率が半々かそれ以上である必要があり、これは期待値にして2ラウンドの長さに相当します。
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次に、一ラウンドだけ罰してその後は許すしっぺ返しに対して、同様に協調から外れた場合を考えてみましょう。裏切った側は T を得て、次に S を得ますが、その後は再び永遠に R を得ることになります。この場合、閾値は三分の二に上がり、期待される長さは三ラウンドになります。
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ここでは、より寛容な報復者ほど、より長期的な関係を必要としています。その理由は一つ上の行が示しています。すなわち、T − P の差のほうが大きいからです。これは決して普遍的な法則ではありません。四つの入力値から構成される整数のジレンマ250通り全体で見ると、この傾向が当てはまるのは50通りにすぎず、130通りでは完全に逆転します。試しに T を 4、P を 2 に設定してみてください。「しっぺ返し」戦略が必要とする長さはわずか3分の1になります。
解答
決して許しを与えない報復者に対しては、w が (T − R)/(T − P) = 1/2 に達した時点で協力が安定します。これは期待値にして2ラウンドです。一回のラウンドで許しを与える相手に対しては (T − R)/(R − S) = 2/3 が必要となり、期待値は3ラウンドになります。このツール自体の分岐点は 4 であり、この 2 と 4 の差こそが周囲の環境を意味しています。閾値が問うているのは、2人のプレイヤー間でいつ協力が裏切りを上回るかです。一方で順位表が問うているのは、8人の対戦相手に対する協力者の平均成績がいつ裏切り者を上回るかであり、しかもその8人のうち3人は最初から裏切りを選択します。2ラウンドあれば安定したペアが生まれます。4ラウンドあれば、ひとつのリーグが出来上がるのです。
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学習の道すじ
最適反応、そして誰も計算しないときに起こること
参考文献 (4)
- The tournament this tool reproduces, reported by the man who ran it — the source for the 1980 date, for the fourteen entries plus RANDOM, and for the nice/not-nice split: R. Axelrod, "Effective Choice in the Prisoner's Dilemma." Journal of Conflict Resolution 24(1), 1980, pp. 3–25.
- "Don't be envious", and the argument that a strategy losing every match can still win the tournament: R. Axelrod, The Evolution of Cooperation. Basic Books, New York, 1984.
- The 1950 RAND experiment the game came out of, written up by one of the two men who invented it. Albert Tucker gave it the prisoners and the name; this is the experiment: M. M. Flood, "Some Experimental Games." Management Science 5(1), 1958, pp. 5–26.
- Why the winner changes when moves come out wrong, and where the one-in-three forgiveness rate this tool gives Generous Tit for Tat comes from: P. Molander, "The Optimal Level of Generosity in a Selfish, Uncertain Environment." Journal of Conflict Resolution 29(4), 1985, pp. 611–618.